Рис. 232.
Схема воздействия горных работ двух соседних шахт на здание, расположенное вблизи границы, разделяющей их шахтные поля:
а — разрез массива горных пород с указанием расположения очистных выработок; б — график изменения во времени расчетных деформаций земной поверхности вблизи подрабатываемого здания, обусловленных воздействием очистных работ обеих шахт; 1 — подрабатываемый объект; 2 — значительные растяжения; з — незначительные растяжения; 4 — незначительные сжатия; 5 — растяжение после третьего года подра ботки; б и 7 — расчетные деформации, вызванные соответственно шахтой А и Б; 8 — суммарные деформации
земной поверхности, в настоящее время может быть без большой затраты вре мени вычислен по известным значениям перечисленных параметров сдвижения в месте расположения подрабатываемого объекта, обусловленным воздействием горных работ отдельных шахт, если в распоряжении имеются ЭВМ и аналого вый прибор для расчета сдвижений земной поверхности [194].
Рассмотрим пример, показанный на рис. 232. Очистные работы шахты А могут вызвать в основании сооружения, находящегося в поле шахты В вблизи границы шахтного поля, только деформации растяжения (если речь идет о го ризонтальных деформациях); они могут или усилить вызванное горными ра ботами соседней шахты В растяжение, или уменьшить вызванное этими же работами сжатие. Если растягивающие напряжения, обусловленные влиянием работ шахты А , достигнут значения, близкого пределу прочности конструк тивных элементов сооружения, то достаточно незначительного последующего развития очистных работ шахты 5 , способствующего развитию деформаций растяжения, чтобы в сооружении произошли повреждения (случай 1). Было бы, несомненно, ошибкой возложить все затраты по возмещению этого ущерба на владельца шахты 5 , так как главную роль в возникновении разрушающих деформаций сыграли напряжения в элементах сооружения, вызванные пере давшимися от выработок шахты А силами трения и силами давления грунта, некоторое время удерживавшиеся в скрытой форме. При совместном воздей ствии деформаций растяжения и сжатия, например, если в одном и том же подрабатываемом сооружении очистные работы шахты А создают значитель ные деформации растяжения, а очистные работы шахты В в то же время вы зывают сравнительно небольшие деформации сжатия (случай 2), можно было бы даже склониться к тому, чтобы все затраты по возмещению ущерба возложить
канал при неизменном горизонте воды опустился на 90 см, так ято высота прохода под мостом уменьшилась с 5,5 до 4,6 м, а затем под влиянием раоог соседней шахты мост опустился еще на некоторую величину, превышающую оставшийся запас, равный 4,6—4,5 = 0,1 м. В этом случае владелец первой шахты может остаться безнаказанным, поскольку проход под мостом остался больше наименьшего допустимого, а владельцу второй шахты придется воз мещать ущерб, несмотря на то что вызванное работами его шахты оседание было меньше, чем вызванное работами первой шахты. Поставленный в данном случае вопрос о том, может ли горное предприятие использовать запас надеж ности строительного сооружения вплоть до возникновения повреждения или же оно обязано сохранять этот запас надежности неизменным путем усиления несущих конструкций, увеличения до прежней высоты проездов под мостами или высоты осевших плотин и т. п., может быть решен в каждом конкретном случае только взвешиванием возникающего риска, необходимой устойчивости сооружения и технической осуществимости восстановления прежнего состоя ния.
Поэтому, чтобы сделать возможным справедливое распределение затрат по возмещению ущерба от подработки, каждая шахта должна строго следить за тем, чтобы ведущиеся ею горные работы в любой момент соответствовали составленному на большой отрезок времени плану, особенно в частях шахт ного поля, граничащих с полями соседних шахт, как в отношении объема добычи и положения горных выработок, так и в отношении размера приходя щихся на долю этой шахты затрат по возмещению ущерба от подработки. Кроме того, необходимо, чтобы долевое участие в затратах было рассчитано по каждой составляющей сдвижения в отдельности, чтобы можно было судить о возмож ном характере преобладающих повреждений, не учитывая времени, когда пройдена та или иная выработка.
При помощи специальных оценочных таблиц могут быть учтены затраты на возмещение ущерба, прогрессивно возрастающие с ростом сдвижения зем ной поверхности, а также повышенная чувствительность бетонных сооружений к деформациям растяжения. Все сказанное выше показывает, насколько трудно бывает найти справедливое решение при расчете долевого участия гор ных предприятий в причиненном ущербе.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО УМЕНЬШЕНИЮ УЩЕРБА ОТ ПОДРАБОТКИ
14.1.
Виды профилактических защитных мероприятий
При подземной разработке полезных ископаемых на больших площадях в густо населенных районах неизбежно возникают сдвижения земной поверхности и связанные с ними повреждения наземных сооружений. Так, например, сумма затрат на ремонт поврежденных сооружений, компенсацию за снижение их ценности и строительные защитные мероприятия в Рурской области ФРГ в 1970 г. составила 350 млн. марок, а в Саарском бассейне — еще около 35 млн. марок, причем в Рурской области примерно половина указанных затрат свя зана с ущербом, нанесенным подработкой устройствам для стока воды и ка нализации (рис. 233). Кроме того, акционерное общество «Рурколе» отсрочило платежи за ущерб в сумме около 1 млрд, марок. В Великобритании в 1964 г. затраты на возмещение ущерба от подработки составили около 4 млн. фунтов стерлингов, причем почти половина этой суммы была уплачена в возмещение незначительных повреждений жилых домов. В промышленности по разработке залежей калийных солей и рудных месторождений затраты на возмещение ущерба не так велики.
Не только эти значительные затраты, достигающие 3—4 марок на каждую тонну добытого угля, но и требование государства по обеспечению достаточно надежной защиты важнейших транспортных сооружений и линий коммуникаций, послужили толчком к разработке научно обоснованных профилактических
мероприятий, подразделяющихся на следующие |
группы: |
охраняемое |
|||
с п о с о б ы |
в е д е н и я |
г о р н ы х |
р а б о т , |
при которых |
|
сооружение или |
подвергается |
воздействию |
менее опасного вида |
деформаций |
|
земной поверхности (только растяжения или сжатия), или же испытывает нагрузки, при которых смещения и деформации его элементов не превышают
допустимых величин; |
з а щ и т н ы е м е р о п р и я т и я , применя |
к о н с т р у к т и в н ы е |
|
емые при строительстве новых |
зданий и сооружений, позволяющие избежать |
повреждений путем усиления и увеличения жесткости фундаментов или путем ограничения размеров отдельных отсеков зданий и сооружений с помощью устройства деформационных швов и уменьшения нагрузок с помощью швов
скольжения; р е г и о н а л ь н о е п л а н и р о в а н и е застройки территорий, при
котором для вновь возводимых крупных строительных сооружений выби раются места, в возможно меньшей степени подверженные в будущем вредному
воздействию подработки.
Кроме того, разработаны программы рассмотрения вариантов планиро вания горных работ, при помощи которых можно еще на стадии предваритель ного планирования оценить объем затрат на возмещение ущерба от отработки
|
|
Рис. 233. |
|
|
//Pvn. |
/- |
24°/о |
Распределение сумм, выплаченных акционерным |
обществом ' У1г |
||
коле» в 1972 г. в порядке возмещения ущерба, причиненного гор |
|||||
г- |
|
ными разработками |
[349]: |
|
3 — транспорт |
|
1 — здания (24%); 2 — промышленные предприятия (2%); |
||||
3" |
|
ные сооружения (17%); |
4 — подземные коммуникации |
и земельные учаьг«и |
|
|
(6%); 5 — городские системы канализации (8%); 6 — прочие |
сооружен |
|||
|
|
I0/ - 7 — перекладка водостоков (42%) |
|
|
|
намеченных планом выемочных участков и учесть полученные данные при эко номической оценке этих участков с точки зрения рентабельности их разра ботки [427]. При этом исходят из затрат, имевших место ранее при ведении горных работ под территориями аналогичного характера, и принимают, для упрощения, что степень причиняемого подработкой ущерба возрастает про порционально «среднему оседанию» территории, которое при одинаковом оседании во всех местах области влияния (эта область определяется глубиной разработки, площадью очистной выработки и граничным углом) может быть вычислено по объему мульды опускания кровли в очистной выработке (этот объем зависит от вынимаемой мощности пласта, системы разработки и площади выемочного участка) по формуле
Среднее оседание = , 0бъом по;1земной МУЛЬДЫодускаш|Я «Ровл» |
Г 3 4 9 , |
Площадь зоны влияния на земной поверхности |
J |
Полученные для каждого выемочного участка величины, характеризу ющие степень причиняемого подработкой ущерба, а также другие показатели эксплуатационных затрат (оборудование, вскрытие, добыча) распределяются соответственно площади пластов на подлежащих оценке участках. Сопоста влением оцененных таким способом намеченных к разработке участков можно выявить участки с исключительно высокой долей затрат, приходящейся на воз мещение ущерба, и, в случае необходимости, отказаться от разработки того или иного пласта или участка.
По технико-экономическим показателям при детальном планировании горных работ следует принимать во внимание только особо важные и чувстви тельные к деформациям строительные сооружения, поскольку проведение подземных и наземных профилактических защитных мероприятий связано с немалыми затратами средств. Поэтому остальные здания, если они занимают значительную площадь, защищаются от воздействия горизонтальных дефор маций и искривления земной поверхности только специальными строительными мероприятиями (деформационные швы, фундаменты), однако достигаемая этим экономия средств на возмещение ущерба должна быть не меньше затрат